Vochtigheid van de lucht

Lucht in de atmosfeer is eigenlijk niets anders dan een soep van constant bewegende moleculen. Al deze moleculen hebben ruimte nodig om te bewegen. De beschikbare ruimte in de lucht is niet oneindig. Zo is er voor een beperkt aantal moleculen per volume lucht plaats, dat geldt ook voor waterdamp. Het aantal waterdampmoleculen in de lucht bij een bepaalde temperatuur geeft de vochtigheid van de lucht aan. Waterdamp in lucht zien we pas als bijvoorbeeld de ramen beslaan. Opmerkelijk genoeg is de vochtigheid daar plotseling maximaal geworden. Hoe werkt vochtigheid in de lucht eigenlijk?

Waterdamp

Vochtigheid heeft alles te maken met waterdamp. Waterdamp is de gasfase van water en bestaat uit losse watermoleculen (H₂O). Een los molecuul is zo klein dat waterdamp onmogelijk met het blote oog te zien is. Het waterdampgehalte van de lucht kan worden uitgedrukt in dampdruk (e). Het is de kracht die door de waterdampmoleculen wordt uitgeoefend op de omgeving. De dampdruk kan bij constante temperatuur worden verhoogd door waterdamp toe te voegen. Wanneer er een bepaalde dampdruk wordt bereikt, zal meer waterdamp niet meer tot een verhoging van de dampdruk leiden. De waterdampmoleculen zijn zó sterk naar elkaar toe gedreven dat ze samensmelten. Dit heet condensatie. Op het moment dat condensatie optreedt, is de lucht verzadigd met waterdamp. De maximale dampdruk is dan bereikt wordt de verzadigingsdampdruk (eˢ ) genoemd. De vochtigheid is dan 100%.

Temperatuur

Net zoals bijna alle processen op aarde is ook de vochtigheid afhankelijk van de temperatuur. Moleculen in de atmosfeer zijn constant in beweging en botsen daarbij ook constant tegen elkaar. Bij een hogere temperatuur bewegen de moleculen sneller. Door het heftige ‘trillen’ van de moleculen ontstaat er meer ruimte tussen de moleculen zelf. Ieder molecuul heeft namelijk meer ruimte nodig om zich te kunnen bewegen. Hierdoor ontstaat er tussen de trillende moleculen meer ruimte voor waterdampmoleculen.

Warmere lucht biedt dus meer ruimte voor de waterdampmoleculen en zal het bestaande water simpelweg verdampen. Afkoeling van lucht laat moleculen in snelheid minderen, zodat de waterdampmoleculen naar elkaar toe gedreven worden. De dampdruk neemt toe en de verzadigingsdampdruk neemt af zodra lucht afkoelt. Beide zijn dus afhankelijk van de temperatuur. De vochtigheid kan dus toenemen als lucht afkoelt of doordat er waterdamp aan de lucht wordt toegevoegd.

De vochtigheid berekenen

Aan de hand van bovenstaande begrippen kan de vochtigheid heel makkelijk berekend worden. Vochtigheid is de verhouding tussen de dampdruk e en de verzadigingsdampdruk eˢ, uitgedrukt in procenten. In de wetenschap heet het de relatieve vochtigheid(h), omdat de dampdruk bij iedere temperatuur anders is. De formule is simpel:

• h = relatieve vochtigheid (%)
• e = dampdruk (Pa)
• eˢ = verzadigingsdampdruk (Pa)

Pa staat voor Pascal, de eenheid waarin in druk wordt uitgedrukt. Een waarde van 100% staat voor een maximale hoeveelheid waterdamp die de lucht kan bevatten. De lucht is dan verzadiging, en dus is de vochtigheid 100%. Bij een relatieve vochtigheid van 50% bevat de lucht bij de heersende temperatuur dus de helft van de maximale hoeveelheid waterdamp die het kan bevatten. Uit de formule kan afgeleid worden dat een grotere dampdruk dus in een hogere vochtigheid van de lucht resulteert.

Lees verder

• Waarom is de lucht blauw?
• Hoe ontstaat een regendruppel?
• Waarom stijgt warme lucht op?